《2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場 1.1 電荷及其守恒定律課件 新人教版選修3-1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場 1.1 電荷及其守恒定律課件 新人教版選修3-1.ppt（82頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一章靜電場1電荷及其守恒定律,【自主預(yù)習(xí)】1.電荷及相互作用：(1)兩種電荷：自然界只有兩種電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒帶_______，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶_______。(2)相互作用：同種電荷相互排___，異種電荷相互_____。,正電荷,負(fù)電荷,斥,吸引,2.原子的組成：原子核由帶正電的_____和不帶電的_____構(gòu)成，核外有帶負(fù)電的_____，通常正、負(fù)電荷的電量相同，故整個原子對外界較遠(yuǎn)位置表現(xiàn)為_______。,質(zhì)子,中子,電子,電中性,3.三種起電方式：(1)(2)(3),摩擦,感應(yīng),接觸,4.電荷守恒定律：電荷既不會_____，也不會_____，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一

2、個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量_________。,創(chuàng)生,消滅,保持不變,5.電荷守恒定律現(xiàn)在的表述：一個與外界沒有_________的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和__________。6.元電荷：(1)電荷量：電荷的多少叫作_______，在國際單位制中，電荷量的單位是_____，符號是C。,電荷交換,保持,不變,電荷量,庫侖,(2)元電荷：最小的電荷量叫作元電荷，所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，電荷量是不能_________的物理量。,連續(xù)變化,(3)比荷：_______與_____之比。電子的比荷：=__________C/kg。,電荷量,質(zhì)量,1.761

3、011,【預(yù)習(xí)小測】1.(多選)如圖所示，a、b、c、d為四個帶電小球，兩球之間的作用分別為a吸引d、b排斥c，c排斥a，d吸引b，則關(guān)于它們的帶電情況(),A.僅有兩個小球帶同種電荷B.僅有三個小球帶同種電荷C.c、d兩小球帶同種電荷D.c、d兩小球帶異種電荷,【解析】選B、D。由d吸引a和b可知，a與b帶同種電荷，與d帶異種電荷；由c排斥a和b可知，c與a、b帶同種電荷，故c與d帶異種電荷，所以B、D正確。,2.下列關(guān)于元電荷的說法正確的是()A.元電荷實(shí)質(zhì)上是指質(zhì)子和電子本身B.一個帶電體的電荷量為元電荷的303.5倍C.元電荷是最小的電荷量D.元電荷有正負(fù)之分,【解析】選C。元電荷是最

4、小的電荷量，無正負(fù)之分，任何帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，選項C正確。,主題一起電方式【互動探究】探究點(diǎn)1摩擦起電現(xiàn)象用絲綢摩擦玻璃棒，用毛皮摩擦橡膠棒，然后用摩擦過的玻璃棒和橡膠棒分別去接觸碎紙屑。,在此情景中，能觀察到什么現(xiàn)象？應(yīng)怎樣解釋？提示：摩擦過的玻璃棒和橡膠棒都能吸引碎紙屑；原因是用絲綢摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒都帶了電，帶電體能吸引輕小物體，故摩擦過的玻璃棒和橡膠棒都能吸引碎紙屑。,探究點(diǎn)2感應(yīng)起電現(xiàn)象如圖所示，將帶正電荷的球C移近不帶電的導(dǎo)體A、B(A、B相互接觸)。,進(jìn)行以下操作步驟，如圖所示：,①使帶電體C(如帶正電)靠近相互接觸的兩導(dǎo)體A、B。②保持C不動，

5、用絕緣工具分開A、B。③移走C。,(1)在此情景中，把帶正電的物體C移近導(dǎo)體A，金屬箔有什么變化？提示：電荷間的作用特點(diǎn)：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。當(dāng)帶正電的物體C移近A、B時，導(dǎo)體A、B中的自由電荷在電荷作用力的影響下運(yùn)動并重新分布，導(dǎo)體A、B分別帶負(fù)電和正電，金屬箔由閉合變?yōu)閺堥_。,,(2)在此情景中，把A和B分開，然后移去C，金屬箔又有什么變化？提示：在帶電體C的影響下，分開導(dǎo)體A、B，A仍帶負(fù)電，B仍帶正電。移去帶電體C，負(fù)電荷在A內(nèi)重新分布，正電荷在B內(nèi)也重新分布，所以A、B兩端的金屬箔仍然張開，但張角稍微變小。,,(3)在此情景中，再讓A和B接觸，又會看到什么現(xiàn)象？提示：

6、A、B接觸，A、B中等量異種電荷發(fā)生“中和”，A、B對外表現(xiàn)為“電中性”，因而A、B兩端的金屬箔都閉合。,,(4)由此情景思考，是否只有當(dāng)帶電體與驗(yàn)電器的金屬球接觸時，金屬箔片才會張開？金屬箔片張開的原理是什么？提示：不是。帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球時，電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，是接觸帶電。當(dāng)帶電體靠近金屬球時，金屬球一端就會聚集與帶電體電性相反的電荷，而金屬箔片就會聚集與帶電體電性相同的電荷，從而張開，此現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上屬于靜電感應(yīng)現(xiàn)象。,,【探究總結(jié)】三種起電方式的比較,,,【拓展延伸】理解感應(yīng)起電和摩擦起電的三點(diǎn)注意(1)感應(yīng)起電成功的關(guān)鍵在于先分開兩物體(或先斷開接地線)然后再移去帶電體。(2)感應(yīng)

7、起電只適用于導(dǎo)體，絕緣體因其無自由移動的電子而不會感應(yīng)起電。(3)摩擦起電中對原子核外電子束縛能力差的物體失去電子而帶正電，對原子核外電子束縛能力強(qiáng)的物體得到電子而帶負(fù)電。,,【典例示范】(多選)如圖所示，兩個不帶電的導(dǎo)體A和B，用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開(),A.此時A帶正電，B帶負(fù)電B.此時A帶負(fù)電，B帶正電C.移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合D.先把A和B分開，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合,【解題指南】解答本題時應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析：(1)感應(yīng)起電使物體帶電的方法是將一對用絕緣柱支持的導(dǎo)體A和B(均不帶電)

8、，彼此接觸；把帶電的物體C移近導(dǎo)體A；先把A和B分開，然后移去C，則A帶上和C異號的電荷，B帶上和C同號的電荷，且電荷量相等。(2)處于電場中的導(dǎo)體，是一個等勢體。,【解析】選B、C。把一帶正電荷的物體C置于A附近，由于靜電感應(yīng)靠近C的一端A帶負(fù)電，遠(yuǎn)離C的一端B帶正電，A錯誤，B正確；移去C，由于A、B接觸，先前感應(yīng)出的等量正、負(fù)電荷發(fā)生中和，再分開A、B后，A和B上不帶電，所以貼在A、B下部的金屬箔都閉合，C正確；先把A和B分開，然后移去C，A帶負(fù)電，B帶正電，則貼在A、B下部的金屬箔都張開，D錯誤。故選B、C。,【探究訓(xùn)練】1.(多選)(2018洛陽高二檢測)當(dāng)把用絲綢摩擦過的玻璃棒去靠

9、近驗(yàn)電器的金屬球后，金屬箔片張開，此時，金屬箔片所帶的電荷的帶電性質(zhì)和起電方式分別是()A.正電荷B.負(fù)電荷C.感應(yīng)起電摩擦起電,【解析】選A、C。玻璃棒沒有接觸金屬球，屬于感應(yīng)起電，和玻璃棒靠近的一端(金屬球)帶電性質(zhì)和玻璃球相反，帶負(fù)電，和玻璃棒相距較遠(yuǎn)的一端(金屬箔片)帶電性質(zhì)和玻璃棒相同，帶正電荷，金屬箔片的起電方式為感應(yīng)起電。,,2.使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器的金屬球，驗(yàn)電器的箔片張開。圖中可正確表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況的是(),,【解題指南】解答本題時應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)驗(yàn)電器的金屬球與帶電球帶異種電荷。(2)驗(yàn)電器的箔片與帶電球帶同種電荷。,,【解析】選B。由于驗(yàn)電

10、器原來不帶電，因此帶電的金屬球靠近后，驗(yàn)電器的金屬球和箔片帶異號電荷，A、C兩項錯誤；驗(yàn)電器靠近帶電金屬球的一端感應(yīng)出與帶電金屬球異號的電荷，D項錯誤。故正確答案為B。,,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖是伏打起電盤示意圖，其起電原理是(),,A.摩擦起電B.感應(yīng)起電C.接觸起電D.以上三種方式都不是,,【解析】選B。導(dǎo)電平板靠近帶電絕緣板并接地時，發(fā)生靜電感應(yīng)，使導(dǎo)電平板帶上負(fù)電荷，故選項B正確。,,2.(多選)關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A.摩擦起電使本沒有電子和質(zhì)子的物體中產(chǎn)生了電子和質(zhì)子B.兩種不同材料的絕緣體互相摩擦后，同時帶上等量異種電荷,,C.摩擦起電，可能是摩擦中導(dǎo)致質(zhì)子從一個

11、物體轉(zhuǎn)移到了另一個物體而形成的D.絲綢摩擦玻璃棒時，電子從玻璃棒上轉(zhuǎn)移到絲綢上，玻璃棒因質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)而顯示帶正電,,【解析】選B、D。摩擦起電實(shí)質(zhì)是由于兩個物體的原子核對核外電子的約束能力不相同，因而電子可以在物體間轉(zhuǎn)移。若一個物體失去電子，其質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)多，我們說它帶正電。若一個物體得到電子，其質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)少，我們說它帶負(fù)電。使物體帶電并不是創(chuàng)造出電荷。,,3.(多選)以下判斷小球是否帶電的說法中正確的是()A.用一個帶電體靠近它，如果能夠吸引小球，則小球一定帶電B.用一個帶電體靠近它，如果能夠排斥小球，則小球一定帶電,,C.用驗(yàn)電器的金屬球接觸它后，如果驗(yàn)電器的金屬箔能改變角度，則

12、小球一定帶電D.如果小球能吸引小紙屑，則小球一定帶電,,【解析】選B、D。用一個帶電體靠近它，如果能夠吸引小球，小球可能帶異種電荷，也可能不帶電，選項A錯誤；如果排斥小球，則小球一定帶同種電荷，故選項B正確；用驗(yàn)電器的金屬球接觸它時，需知道驗(yàn)電器最初的帶電情況才能予以判斷，故選項C錯誤；能吸引輕小物體是帶電體的性質(zhì)，選項D正確。,,【通法悟道】驗(yàn)電器的驗(yàn)電技巧(1)當(dāng)帶電的物體與不帶電的驗(yàn)電器上面的金屬球接觸時，有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，與金屬球相連的兩個金屬箔片帶上同種電荷，相互排斥而張開，物體所帶電荷量越多，電荷轉(zhuǎn)移的越多，斥力越大，張開的角度也越大。,,(2)當(dāng)帶電體靠近驗(yàn)電器的金屬球

13、時，金屬箔片也張開。因?yàn)閹щ婓w會使金屬球感應(yīng)出異種電荷，而金屬箔片上會感應(yīng)出同種電荷(感應(yīng)起電)，兩箔片在斥力作用下張開。,,主題二電荷守恒定律元電荷【互動探究】情景1：用棉布分別與聚丙烯塑料板和聚乙烯塑料板摩擦，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。,,情景2：如圖所示，在真空中，把一個絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的球P慢慢靠近。絕緣導(dǎo)體兩端的電荷如圖所示。,,情景3：如圖所示，當(dāng)一個帶電體和另一個不帶電的物體接觸時，不帶電的物體也帶上了同種電荷。,,試結(jié)合上述三種情景，討論下列問題：(1)請根據(jù)情景1，解釋摩擦起電的本質(zhì)。提示：相互摩擦的兩個物體得失電子的能力不同，易得電子的物體帶負(fù)電，易失電子的物體帶正電，故摩擦起電的

14、本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。用棉布摩擦聚丙烯板時，聚丙烯板上的電子跑到棉布上了，聚丙烯板因失去電子帶正電，棉布因得到電子而帶負(fù)電；用棉布摩,,擦聚乙烯板時，棉布上的電子跑到聚乙烯板上了，聚乙烯板因得到電子帶負(fù)電，棉布因失去電子而帶正電。,,(2)請根據(jù)情景2，解釋感應(yīng)起電的本質(zhì)。提示：由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體兩端帶上等量異種電荷，故感應(yīng)起電的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，是從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。,,(3)請根據(jù)情景3思考，為什么不帶電的物體也帶上了同種電荷？當(dāng)兩個帶異種電荷的導(dǎo)體接觸時，會發(fā)生電荷中和現(xiàn)象，中和的電荷是不是消失了？,,提示：①不帶電的物體也帶上了

15、同種電荷，其原因是兩物體之間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。②不是。所謂“中和”是指兩個帶等量異種電荷的導(dǎo)體相互接觸時，由于正、負(fù)電荷間的吸引作用，電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，最后達(dá)到中性狀態(tài)的一個過程。,,(4)結(jié)合上述問題，分析三種起電方式的本質(zhì)，說明了什么？提示：無論是哪種方式起電，都是使電荷在物體之間或物體內(nèi)部轉(zhuǎn)移，而不是創(chuàng)造了電荷。,,【探究總結(jié)】1.對電荷轉(zhuǎn)移及電荷守恒定律的四點(diǎn)理解：(1)電荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一。(2)兩個物體之間或物體的兩部分之間能轉(zhuǎn)移的是電子。(3)起電過程的實(shí)質(zhì)是物體中正、負(fù)電荷的分離和轉(zhuǎn)移的過程。,,(4)電荷的中和現(xiàn)象實(shí)質(zhì)是正、負(fù)電荷的“結(jié)合”過程，但在分離、轉(zhuǎn)移、

16、結(jié)合等過程中電荷的總量保持不變。,,2.對電荷的中和及凈電荷的理解：(1)電荷的中和是正、負(fù)電荷相互抵消，使得凈電荷減少或?yàn)榱?，但正、?fù)電荷本身依然存在，并不是正、負(fù)電荷的消失，正、負(fù)電荷都是物質(zhì)，是不能被消滅，也不能被創(chuàng)生出來的，所以電荷守恒是物質(zhì)守恒的體現(xiàn)。,,(2)電荷的中和是“凈電荷”的減少。我們通常講一個物體帶多少電，實(shí)質(zhì)上指的是帶多少凈電荷，只是習(xí)慣將“凈”字省略掉而已。,,3.接觸起電現(xiàn)象中電荷量的分配：(1)導(dǎo)體接觸帶電時電荷量的分配與導(dǎo)體的形狀、大小有關(guān)。完全相同的導(dǎo)體接觸時，電荷量平均分配；形狀、大小不同的導(dǎo)體接觸時電荷量不能平均分配。無論哪種情況，接觸前后電荷總量不變。,

17、,(2)完全相同的導(dǎo)體接觸時電荷量的分配情況：①若為帶電導(dǎo)體和不帶電導(dǎo)體接觸，則電荷平分。②若兩個帶電導(dǎo)體帶同種電荷，則總電荷平分。③若兩個帶電導(dǎo)體帶異種電荷，則先中和再平分。,,【典例示范】(2018洛陽高二檢測)如圖所示，A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體，起初它們不帶電，C是帶正電的小球，當(dāng)其移近導(dǎo)體A后，分開A和B，之后移去C，最終A帶上了-110-8C的電荷，下列關(guān)于電荷轉(zhuǎn)移情況正確的是(),,A.從A到B轉(zhuǎn)移了6.251010個正電荷B.從A到B轉(zhuǎn)移了1.251011個正電荷C.從B到A轉(zhuǎn)移了6.251010個電子D.從B到A轉(zhuǎn)移了1.251011個電子,,【解題指南】解答

18、本題時應(yīng)明確以下兩點(diǎn)：(1)金屬導(dǎo)電機(jī)理是其內(nèi)部有自由移動的電子，而帶正電的離子不能自由移動。(2)帶電體的電荷量是元電荷e=1.610-19C的整數(shù)倍。,,【解析】選C。由于A、B都是金屬導(dǎo)體，可移動的電荷是自由電子，A帶上負(fù)電荷的原因，是電子由B移動到A，其中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為n==6.251010(個)。這樣B失去n個電子，帶上110-8C正電，A得到n個電子，帶上110-8C負(fù)電。故只有C正確。,,【探究訓(xùn)練】1.關(guān)于摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電，下列說法錯誤的是()A.這是起電的三種不同方式B.這三種方式都產(chǎn)生了電荷C.這三種起電方式的實(shí)質(zhì)是一樣的，都是電子在轉(zhuǎn)移D.這三種方式都符合電荷

19、守恒定律,,【解析】選B。任何起電方式都不能創(chuàng)造電荷，也不能消滅電荷，只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)移的過程中電荷的總量保持不變，故C、D正確，B錯誤。在摩擦起電中，是兩個原來不帶電的物體通過相互摩擦，克服阻力做功而使電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體；在接觸起電中，是一個帶電的物體與一個不帶電的物體接,,觸后電子從帶負(fù)電的物體轉(zhuǎn)移到不帶電的物體或從不帶電的物體轉(zhuǎn)移到帶正電的物體；在感應(yīng)起電中，是一個帶電的物體接近一個不帶電的物體時，使不帶電的物體中的電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，故A正確。,,2.(多選)(2018合肥高二檢測)甲物體與乙物體相互摩擦，

20、沒有其他物體參與電荷的交換，發(fā)現(xiàn)甲物體帶了9.610-16C的正電荷，以下結(jié)論中正確的是()A.甲物體失去了6103個電子B.乙物體失去了6103個電子C.乙物體帶9.610-16C的負(fù)電荷D.乙物體帶9.610-16C的正電荷,,【解析】選A、C。根據(jù)摩擦起電的特點(diǎn)，甲物體帶了9.610-16C的正電荷，說明甲物體失去了9.610-16C的負(fù)電荷，即失去了n==6103個電子；因?yàn)闆]有其他物體參與電荷的交換，由電荷守恒定律可知，乙物體得到了6103個電子，帶9.610-16C的負(fù)電荷，故A、C正確。,,3.(2018長春高二檢測)有兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量為QA=

21、+6.410-9C、QB=+3.210-9C，讓兩個絕緣金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移？轉(zhuǎn)移了多少個電子？,,【解析】在接觸過程中，由于A球帶的正電比B球多，B球上的電子會轉(zhuǎn)移到A球上，直至兩球帶上等量的正電荷。接觸后兩小球各自的帶電荷量QA′=QB′==+4.810-9C共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為ΔQ=QB′-QB=4.810-9C-3.210-9C=1.610-9C轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為n==1.01010(個)。,,答案：電子由球B轉(zhuǎn)移到球A1.01010個,,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)原來甲、乙、丙三物體都不帶電(乙與丙完全相同)，今使甲、乙兩物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，最后得知，

22、甲物體帶正電1.610-15C，則關(guān)于最后乙、丙兩物體的帶電情況，下列說法正確的是(),,A.乙物體一定帶有負(fù)電荷810-16CB.乙物體可能帶有負(fù)電荷2.410-15CC.丙物體一定帶有正電荷810-16CD.丙物體一定帶有負(fù)電荷810-16C,,【解析】選A、D。甲、乙之間屬于摩擦起電，故甲、乙兩物體所帶電荷量相同，均為1.610-15C，且乙?guī)ж?fù)電荷；乙、丙之間屬于接觸帶電，二者平分乙物體所帶的電荷量，二者所帶電荷量均為-0.810-15C，故A、D正確。,,2.有兩個完全相同的帶電金屬小球A、B，分別帶有電荷量QA=6.410-9C和QB=-3.210-9C，讓兩金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少？,,【解析】當(dāng)兩小球接觸時，帶電荷量少的負(fù)電荷先被中和，剩余的正電荷再重新分配。由于兩小球相同，剩余正電荷必均分，即接觸后兩小球帶電荷量Q′A=Q′B==1.610-9C。在接觸過程中，電子由B球轉(zhuǎn)移到A球，不僅將自身電荷中和，而且繼續(xù)轉(zhuǎn)移，使B球帶Q′B的正電荷，這樣，共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為ΔQ=-QB+Q′B=,,(3.210-9+1.610-9)C=4.810-9C，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)n==3.01010(個)。答案：電子由B球轉(zhuǎn)移到A球，轉(zhuǎn)移了3.01010個電子,【課堂小結(jié)】,